什么是M理論(M-Theory)？

在J.R.R.托爾金的《霍比特人三部曲》中，一系列的魔法戒指是用黃金鍛造而成的，每一枚戒指都為戴著它的人擁有不可思議的力量。為了保持力量平衡，有一枚戒指統治著所有的魔戒，它比其他理論更強大，因為它統一了它們。M理論是...

在J.R.R.托爾金的《霍比特人三部曲》中，一系列的魔法戒指是用黃金鍛造而成的，每一枚戒指都為戴著它的人擁有不可思議的力量。為了保持力量平衡，有一枚戒指統治著所有的魔戒，它比其他理論更強大，因為它統一了它們。M理論是超弦的統一理論，它解釋了多個超弦理論實際上是看待同一理論的不同方式。從這個意義上說，M理論是“一個將它們結合在一起的理論，阿爾伯特·愛因斯坦去世時正在尋找一個可行的M理論超弦理論認為，以前被認為是能量小球的粒子，實際上是微小的擺動的弦。雖然弦比我們能探測到或測量到的任何亞原子粒子都小，但它們構成了宇宙中所有的物質。這種獨特的振動字符串的數目決定了創建的粒子類型，每一個都有一個不同的振動特征，弦論特別重要，因為它將無限小的量子世界與我們通過感官所知的世界結合起來超弦還將宇宙中所有的四種力量結合在一起：強弱核力、電磁力和引力。愛因斯坦一生都在尋找統一的場論，或者說“萬物理論”。M理論是第一個在數學上合理的理論在M理論之前，超弦理論認為有十個維度。我們知道的三個維度，另外六個維度形成了非常小的“卷曲”點，在空間/時間中無處不在。超弦理論的弦存在于這六個維度中。時間總共有十個維度。但很快出現了幾個相互矛盾的理論，似乎都證明了弦論。這是一個難題，因為如果這個理論是正確的，就不應該有相互沖突的理論，而是一個確定的理論。M理論最終證明是一個將所有其他理論結合起來的單一理論。M理論提出了一個第11個維度，在數學上消除了這個理論在這個第十一維度中，一個弦可以獲得足夠的能量無限膨脹到科學家所說的浮動膜。根據這個理論，我們的宇宙存在于一個漂浮的膜上，并且在它們自己的膜上有無限平行的宇宙。我們進一步發現（數學上）重力可能會從另一個附近的膜“泄漏”到我們的膜中，這說明了它與其他力相比相對較弱的力。M理論和超弦理論成功了，而標準模型沒有成功，用一個優雅的理論統一了宇宙中的所有力通過引入第11維度，M理論成功地將弦理論中的“競爭”理論結合起來科學家們發現不同的理論實際上是對同一理論的多種方法，就像古老的諺語所說的那樣，盲人每人觸摸大象的不同部位，提供了看似矛盾的觀察結果。M理論也提供了這個謎題的另一個重要方面，因為它解釋了大爆炸可能是如何發生的，兩個薄膜發生碰撞。這種碰撞產生的能量在數學上與我們從現有科學中所知道的是一致的。因為弦理論預測了我們目前無法測量的現象，比如細繩，額外的維度和多個宇宙，一些科學家斷然拒絕，另一些科學家發現理論本身的數學優雅證明了它必須是正確的，并期望M理論和超弦最終得到驗證

發表于 2020-08-26 08:32
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分類：科學教育

什么是M理論(M-Theory)？

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